JPH10113714A

JPH10113714A - かしめ方式プラグ

Info

Publication number: JPH10113714A
Application number: JP27002096A
Authority: JP
Inventors: Junsaku Yoshida; 順作吉田; Yoshimitsu Nemoto; 善光根本; Eiichi Yamakawa; 栄一山川; Koukou So; 洪興蘇; Kazuhiro Matsuoka; 和弘松岡
Original assignee: Fuji Die Co Ltd
Current assignee: Fuji Die Co Ltd
Priority date: 1996-10-11
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 1998-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】プラグ本体とシャンク材とをロウ付けと同等
の強度で接続できるものでありながら、生産性が良く、
コスト的に有利であり、ばらつきがなく、経験・技量が
なくても容易に製造することができ、ロウ付け困難な硬
質材料でも使用することができるプラグを提供する。【解決手段】この発明のかしめ方式プラグ１は、硬質
材料製のプラグ本体２に形成した貫通孔６内に、シャン
ク材３の先端に形成された軸部４を挿入すると共に、該
貫通孔６より先端側へ突出した軸部４の端部をかしめて
両者を結合したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は製管用のプラグ、
特にプラグ本体とシャンク材とを「かしめ方式」により
固定するプラグに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の製管用プラグは、一般に硬質材料
から成るプラグ本体と、鋼製丸棒から成るシャンク材と
を銀ロウ等によりロウ付けした構造になっている（類似
技術として、実開平１−８４８０９号公報参照）。プラ
グ本体を形成する硬質材料としては、超硬合金や高速度
鋼など、銀ロウにより接続可能で且つロウ付け作業によ
り変質・劣化しない材料に限定される。

【０００３】このようなプラグは、製管作業中、引き抜
き加工される管材の内部に挿入され、該管材がダイスを
通して引き抜き加工される間、ダイスに対して所定の位
置に保持される必要上、プラグ本体にロウ付けされたシ
ャンク材のネジ部には引き抜き前の管材の全長に相当す
る長さの棒材（テンションバー）の先端が螺合される。
そして、棒材の基端は、管材の引き抜き加工中、引き抜
き加工機に固定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにプラグ本体とシャンク材とをロウ付けで接続する構
造のものは、ロウ付け作業が困難で、生産性の低下、或
いは生産コストの上昇を招いている。

【０００５】また、ロウ付け作業には相当の作業経験と
技量を必要とし、その仕上がりについては、熟練者とい
えどもある程度のばらつきを避けることは困難である。

【０００６】更に、ロウ付けによる場合は、たとえ硬質
材料であっても、サーメットや各種セラミックスのよう
にロウ付けが不可能なのでプラグ本体として使用できな
い材質があり、使用できる材料に限定がある。

【０００７】この発明はこのような従来の技術に着目し
たもので、プラグ本体とシャンク材とをロウ付けと同等
の強度で接続できるものでありながら、生産性が良く、
コスト的に有利であり、ばらつきがなく、経験・技量が
なくても容易に製造することができ、ロウ付け困難な硬
質材料でも使用することができるプラグを提供するもの
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明のかしめ方式プ
ラグは、硬質材料製のプラグ本体に形成した貫通孔内
に、シャンク材の先端に形成された軸部を挿入すると共
に、該貫通孔より先端側へ突出した軸部の端部をかしめ
て両者を結合したものである。

【０００９】この発明によれば、かしめ方式による機械
的結合によりプラグ本体とシャンク材とを結合するた
め、ロウ付けと同等の結合強度が得られ、プラグ本体の
抜けが確実に防止される。

【００１０】また、貫通孔が、軸部に相応する同一径を
有する基端側のストレート内面と、該ストレート内面か
ら先端側へ向けて漸次大径となるテーパ内面とから成る
ようにすれば、かしめ時にシャンク材の軸部がテーパ内
面内に充填され、引張り力をテーパ内面で受けるように
なり、且つかしめたシャンク材の先端部の材料剪断強度
により、プラグ本体の抜けが更に確実に防止される。

【００１１】更に、かしめ方式なのでロウ付けに比べて
作業が容易で、結合強度のばらつきも少ない。

【００１２】そして、プラグ本体を形成する硬質材料と
して、ロウ付けが困難なエンジニアリングセラミックス
（窒化珪素、炭化珪素、アルミナ、ジルコニア、サイア
ロン）やサーメットを使用することもできるし、ロウ付
け困難な硬質材料（窒化チタン、炭化チタン、ダイヤモ
ンド、ダイヤモンドライクカーボン）から成る被覆材で
プラグ本体を予め被覆することもできる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図面に基づいて説明する。尚、図中のＡを先端側、Ｂ
を基端側として説明する。

【００１４】図１〜図３はこの発明の第１実施形態を示
す図である。図１では、完成された実際形状のプラグ１
を示し、図２及び図３ではプラグ１の構造及び製造方法
を分かり易くするために図１のプラグ１の構造を概略的
に示したものである。

【００１５】まず、図１に基づいて、この第１実施形態
に係るプラグ１の構造を説明する。このプラグ１は製管
用で、プラグ本体２とシャンク材３とから成っている。
プラグ本体２は超硬合金製で、シャンク材３は鋼製であ
る。シャンク材３の先端には一般部よりも小径の軸部４
が段形成されており、基端には該プラグ１を保持するた
めの棒材（図示省略）を螺合するための雄ネジ部（雌ネ
ジ部でも可）５が形成されている。

【００１６】プラグ本体２にはこの軸部４を挿入する貫
通孔６が形成されている。このプラグ本体２は、シャン
ク材３の軸部４に相応する径を有した基端側のストレー
ト内面７と、該ストレート内面７から先端側へ向けて漸
次大径となり且つストレート内面７に対して所定の角度
θをなすテーパ内面８とから成っている。軸部４の先端
にはドーム形のかしめ部９が形成されており、このかし
め部９によりプラグ本体２とシャンク材３とが一体的に
結合されている。

【００１７】次に、図２及び図３に基づいて、プラグ１
の製造手順の説明をする。まず、シャンク材３の軸部４
をプラグ本体２の貫通孔６に挿入する。そして、貫通孔
６から先端側へ突出した軸部４の端部４ａをかしめて、
かしめ部９を形成し、該かしめ部９により、プラグ本体
２とシャンク材３とを結合する。かしめ方法はプレス加
圧法や、回転据え込み法などの一般的方法を用い、端部
４ａがテーパ内面８内に充填して、表面がドーム状のか
しめ部９になるのが好ましい。かしめた後には、切削、
研削などによる加工が施されて、最終製品に仕上げられ
る。

【００１８】本実施形態のプラグ１は、相当程度の引張
り応力、衝撃力に耐え、従来のロウ付けプラグと同等の
優れた性能を示す（性能は後述する）。このような優れ
た性能が得られる主な原因は、前記貫通孔６の構造にあ
る。すなわち、軸部４の端部４ａをかしめた場合に、テ
ーパ内面８部分が完全にシャンク材３によって充填され
るため、引張り力をこのテーパ内面８で受け止めること
ができる。そのため、このテーパ内面８はプラグ１が適
用される引き抜き加工作業における最大引き抜き力に打
ち勝つことが出来るような面形状で形成されている。こ
のテーパ内面８の角度θとしては、５〜３０°が好適で
ある。

【００１９】また、プラグ本体２の材質としては、超硬
合金以外でも、変形に耐えられる高い硬度と、耐摩耗性
を有する材料であれば全て使用できる。そのような材料
の例として、ＳＫＤ１１のような耐熱工具鋼、ＳＫＨの
ような高速度鋼、サーメット、エンジニアリングセラミ
ックスとして窒化珪素、炭化珪素、アルミナ、ジルコニ
ア、サイアロンなどがあり、そのほか、超硬合金、耐熱
工具鋼、高速度鋼であっても、その表面に窒化チタン、
炭化チタン、ダイヤモンド或はダイヤモンドライクカー
ボンなどのようにロウ付けを阻害する被覆が施されてい
るものも問題なく使用できる。

【００２０】シャンク材３の材質としては、かしめ作業
が可能な鋼材であれば全て使用可能であるが、高硬度の
素材や焼が入っている材料は、避けるべきである。適用
素材の一例を挙げれば、ＳＫ−３、Ｓ４５Ｃなどの一般
鋼、鋼の生材及び調質材、ＳＵＳ４２０Ｊなどのステン
レス材、ＳＣＭ４４０などの合金鋼などが挙げられる。

【００２１】ここで、第１実施形態のプラグ１と、これ
に相当する従来のロウ付け方法によって製作されたプラ
グとの性能試験を行った。第１実施形態のプラグ１にお
いて、引張り強度（保持力）は、テーパ内面８からスト
レート内面７にかかる引抜き力と、プラグ１の頂部に形
成されたドーム状かしめ部９に働くせん断変形に要する
力との総和である。

【００２２】プラグ１と従来法のロウ付けプラグとを伸
管加工において最も厳しい条件となる玉芯引き作業に準
じて、シャンク材３との間に引張り荷重を掛けて破断に
到る強度を測定した結果を以下の表１に示した。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１から明らかなように、本実施形態のプ
ラグ１は、小径製管プラグの代表的寸法範囲であるチッ
プ径３．５ｍｍ〜１９ｍｍの範囲において、全く従来の
ロウ付け方法による超硬製管プラグと匹敵する強度を発
揮することが認められた。また、かしめ方式によるプラ
グ１によって得られた値は安定しており、一方、ロウ付
けプラグにより得られる値には、非常にばらつきがある
ことが、別の試験により確認されている。

【００２５】このことは、従来のロウ付けプラグにおけ
る強度のばらつきによる品質の不安定を考慮すると、本
実施形態のプラグ１は、小型製管プラグとして、品質の
ばらつきがなく、使用上非常に信頼性が高いばかりでな
く、その生産においても、ほとんど簡単なプレス作業で
済み、ロウ付け作業の様な光熱を要さず、熟練者も不要
であることは、大変有利であり、生産性の高い優れた製
品と言える。

【００２６】更に加えれば、ほぼ同程度の強度を有する
かしめ方式によるプラグ１と、ロウ付けによる従来のプ
ラグとの硬質材料の大きさは、外径が等しいとしても、
本実施形態でのプラグ１ではプラグ本体２に貫通孔６が
存在し、従来のロウ付け方式のプラグではプラグ本体に
貫通孔が存在しないため、かしめ方式によるプラグ１の
方がはるかに材料が少なくて済み、超硬合金でプラグ本
体１を形成する場合は、貴重な資源であるタングステン
を節約できると共に、製造コストの面でも有利である。

【００２７】図４及び図５はこの発明の第２実施形態を
示す図である。この第２実施形態に係るプラグ１０のプ
ラグ本体１１では、貫通孔１２をストレート内面のみで
形成したものである。すなわち、プラグ１０の用途によ
っては、例えばアルミニウムのような軟質非鉄金属の製
管のように、それほど強い引張り応力がかからないもの
もあるので、便宜的に軽荷重用製管プラグと呼び、鋼
管、ステンレス管のような強い引張り応力のかかる通常
の製管プラグと区別される。

【００２８】第２実施形態はこのような軽荷重用製管プ
ラグ１０に関するものであり、強い結合強度を必要とし
ないため、貫通孔１２が、テーパ内面を形成しないスト
レート内面だけの形状となっている。それ以外の構成及
び作用効果は第１実施形態と同様なため、共通部分に同
一の符号を付し、重複説明を省略する。

【００２９】尚、以上の各実施形態の説明では、貫通孔
６、１２を有した円筒形状のプラグ本体２、１１を例に
したが、円筒形状に限定されず、三角形、五角形、その
他使用される目的に沿うあらゆる形状が選ばれ得る。

【００３０】

【発明の効果】この発明によれば、かしめ方式による機
械的結合によりプラグ本体とシャンク材とを結合するた
め、ロウ付けと同等の強度が得られるものでありなが
ら、生産性が高く低コストでプラグを製造することがで
きる。また、ロウ付けのような特別な経験・技量がなく
てもプラグを容易に製造することができる。

【００３１】また、本発明によるかしめ方式プラグは、
ロウ付けと言う工程をとらないので、プラグ本体部分の
材料として、従来から用いられている超硬合金に替わっ
て、ロウ付け作業が困難なサーメットや、炭化珪素、窒
化珪素、アルミナ、ジルコニア、サイアロンなどの本質
的にロウ付け不可能な各種エンジニアリングセラミック
スを用いた小型プラグが製造可能となる。

【００３２】セラミック材料が先端の耐摩耗チップとし
て用いられたセラミックプラグは、ステンレス管材の引
抜き加工用として、従来の超硬合金製プラグに比べ、は
るかに低い引抜き抵抗と仕上げ面の平滑性が得られるの
で、以前からその小型化が求められていたが、ロウ付け
不可能と言うことから、今日まで実現されていない。し
かし、本発明によりはじめて小径のセラミック製管プラ
グが実現したものである。

【００３３】更に、超硬合金製のプラグであっても超硬
材料の耐摩耗性を格段に向上させるチタンカーバイト、
チタンナイトライドなどのコーティング、更にはダイヤ
モンド被膜などは、製管プラグの寿命を飛躍的に伸ばす
ことが出来るものであるが、これらコーティングは、い
ずれもロウ付けを不可能とするため、ロウ付けタイプの
小型プラグにおいてはかかるコーティングは全く実施さ
れていなかった。本発明により初めて小径のコーティン
グされた製管プラグが実現できた。

【００３４】このように、本発明により小径の製管プラ
グにおいて、各種の硬質材料を自由に用いることが出来
るようになったことから、本発明が産業界に与える利益
には、計り知れないものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態に係るプラグを示す一
部断面の側面図。

【図２】第１実施形態に係るプラグのかしめ前の状態を
示す概略図。

【図３】かしめ後の状態を示す図２相当の概略図。

【図４】第２実施形態に係るプラグのかしめ前の状態を
示す概略図。

【図５】かしめ後の状態を示す図４相当の概略図。

【符号の説明】

１、１０プラグ２、１１プラグ本体３シャンク材４軸部４ａ端部５雄ねじ部６、１２貫通孔７ストレート内面８テーパ内面９かしめ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松岡和弘東京都大田区矢口１−15−11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】硬質材料製のプラグ本体に形成した貫通
孔内に、シャンク材の先端に段形成された軸部を挿入す
ると共に、該貫通孔より先端側へ突出した軸部の端部を
かしめて両者を結合したことを特徴とするかしめ方式プ
ラグ。
【請求項２】貫通孔が、軸部に相応する径を有する基
端側のストレート内面と、該ストレート内面から先端側
へ向けて漸次大径となるテーパ内面とから成る請求項１
記載のかしめ方式プラグ。
【請求項３】貫通孔が、軸部に相応する径を有するス
トレート内面のみから成る請求項１記載のかしめ方式プ
ラグ。
【請求項４】プラグ本体を形成する硬質材料が超硬合
金又はサーメットである請求項１〜３のいずれか１項に
記載のかしめ方式プラグ。
【請求項５】プラグ本体を形成する硬質材料が焼入れ
された耐熱鋼材又は高速度鋼材である請求項１〜３のい
ずれか１項に記載のかしめ方式プラグ。
【請求項６】プラグ本体を形成する硬質材料が、窒化
珪素、炭化珪素、アルミナ、ジルコニア、サイアロンの
群から選ばれた少なくとも１つのセラミック材料である
請求項１〜３のいずれか１項に記載のかしめ方式プラ
グ。
【請求項７】プラグ本体を形成する硬質材料が、窒化
チタン、炭化チタン、ダイヤモンド、ダイヤモンドライ
クカーボンの群から選ばれた少なくとも１つの被覆材に
より被覆されている請求項１〜３のいずれか１項に記載
のかしめ方式プラグ。